Будущее термояда стало ближе: новая центрифуга разделяет изотопы на сверхзвуковых скоростях

Американская Marathon Fusion сообщила об успешных испытаниях плазменной центрифуги, способной разделять изотопы водорода и лития. По замыслу разработчиков, одна технология может решить сразу две ключевые задачи будущих термоядерных электростанций: возвращать неиспользованное топливо обратно в реактор и производить обогащенный литий для получения нового трития.

Источник изображения: Marathon Fusion

Проблема заключается в том, что во время термоядерной реакции расходуется лишь часть дейтерия и трития. Оставшийся тритий необходимо быстро отделить от гелия и других примесей, чтобы вернуть его в топливный цикл. Чем меньше радиоактивного трития одновременно хранится на станции, тем ниже требования к безопасности и тем дешевле эксплуатация.

Второй вызов связан с тем, что природных запасов трития практически не существует. Будущие термоядерные реакторы должны самостоятельно производить его из лития, для чего необходим литий с повышенным содержанием изотопа литий-6.

Вместо традиционных механических центрифуг Marathon Fusion использует электрические и магнитные поля. Они раскручивают частично ионизированный газ до сверхзвуковых скоростей, после чего более тяжелые изотопы смещаются к стенкам установки, а легкие концентрируются ближе к центру.

Если такую систему встроить в линию отвода продуктов реакции, она сможет отделять дейтерий и тритий от гелия еще до последующих этапов очистки. По оценке компании, это потенциально позволит сократить объем оборудования для обработки топлива более чем на 90% и заметно уменьшить количество трития, одновременно находящегося на территории электростанции.

Тот же принцип оказался эффективен и для разделения изотопов лития. В отличие от некоторых существующих химических методов, плазменная технология не требует использования токсичной ртути и представляет собой полностью сухой процесс.